解析:选AD 光滑水平面上两球的对心碰撞符合动量守恒的条件,因此碰撞前、后两球组成的系统总动量守恒。选项A,碰撞前两球总动量为零,碰撞后总动量也为零,动量守恒,所以选项A是可能的。选项B,若碰撞后两球以某一相等速率同向而行,则两球的总动量不为零,而碰撞前总动量为零,所以选项B不可能。选项C,碰撞前、后系统的总动量的方向不同,不符合动量守恒,选项C不可能。选项D,碰撞前总动量不为零,碰撞后总动量也不为零,方向可能相同,所以选项D是可能的。
"子弹打木块"模型的结论及其应用
如图132所示,一质量为m的子弹以速度v0打入静止在光滑水平面上质量为M的木块,若子弹进入木块深度为d时相对于木块静止,此时木块位移为s,则由动量守恒定律有:mv0=(m+M)v①
对子弹由动能定理:-Ff(s+d)=mv2-mv02②
对木块由动能定理:Ffs=Mv2③
联立可得:Ffd=mv02-(m+M)v2④
由④式得到的结论:系统损失的机械能等于阻力乘以相对位移,即ΔEk=Ffd。
这种模型与完全非弹性碰撞具有相同的运动特征。这种模型还有:运动物块置于光滑水平面上的木板直至相对静止、物体冲上放置于光滑水平面上的斜面直至最高点等,这些情景中,系统动量守恒(或某一方向上动量守恒),动能转化为其他形式的能,末状态两物体相对静止。
2.如图133所示,一辆质量为M的平板小车在光滑的水平面上以速度v做直线运动,今在小车的前端轻轻地放上一个质量为m的物体,物体放在小车上时相对于地面的水平速度为零,设物体与小车之间的动摩擦因数为μ,为使物体不致从小车上滑下去,小车的最短长度为多少?
解析:达到相对静止时有共同速度v′
则由动量守恒有Mv=(m+M)v′